第三节 约束和约束反力
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限制物体运动的物体称为约束物体, 简称约束。 约束必然对被约束物体有力的作用, 以阻碍被约束物体的运动或运动趋势。这种力称为约束反力,简称反力 。约束反力位于约束与被约束物体的连接或接触处, 其方向必与该约束所能阻碍物体的运动方向相反。运用这个准则,可确定约束反力的方向和作用点的位置。
1.柔体约束
用柔软的皮带、 绳索、 链条阻碍物体运动而构成的约束叫柔体约束。 这种约束作用是将物体拉住, 且柔体约束只能受拉力, 不能受压力, 所以约束反力一定通过接触点, 沿着柔体中心线背离被约束物体的方向,且恒为拉力。
2.光滑接触面约束
当两物体在接触处的摩擦力很小而略去不计时, 其中一个物体就是另一个物体的光滑接触面约束。 这种约束不论接触面的形状如何, 都只能在接触面的公法线方向上将被约束物体顶住或支撑住, 所以光滑接触面的约束反力过接触点, 沿着接触面的公法线指向被约束的物体,只能是压力。
3、光滑圆柱铰链约束(简称铰约束)
光滑圆柱铰链约束的约束性质是限制物体平面移动(不限制转动) ,其约束反力是互相垂直的两个力(本质上是一个力) ,指向任意假设。
4.链杆约束
链杆就是两端铰接而中间不受力的刚性直杆, 由此所形成的约束称为链杆约束。 这种约束只能限制物体沿链杆轴线方向上的移动。 链杆可以受拉或者是受压, 但不能限制物体沿其他方向的运动和转动,所以,链杆约束的约束反力沿着链杆的轴线,其指向假设。